第八届“中国十大纺织科技”奖

01 细旦超高强聚乙烯纤维

获奖单位：中国纺织科学研究院有限公司

高性能聚乙烯纤维的干法纺丝技术在国外居主导地位，其优势在于无需进行多级萃取、环境友好、纤维强度模量高，可满足特殊需求下的高端应用。该项目发明了高浓度原液纺丝纺程解缠核心技术，突破了干法纺丝成套技术，实现了工业化稳定生产，制得细旦超高强聚乙烯纤维，建成了我国具有自主知识产权的独家干法纺丝工业化生产线，填补了国内空白，打破了国外巨头公司的技术垄断。

项目实施过程中，开发出多项具有我国自主知识产权的技术，解决了多项关键技术难题，形成多项技术创新，主要创新点包括：物料间歇溶胀连续喂料系统开发及溶解、静态混合、精确计量、喷丝组件挤出成型技术。以超高分子量聚乙烯树脂、十氢萘为研究体系，开发间歇溶胀、分散、连续均质喂料过程，解决了高性能聚乙烯纤维干法纺丝工艺在线连续喂料技术；纺丝原液骤冷成型、高倍喷头拉伸助闪蒸技术。纺丝原液喷丝成型后，经过气相快速骤冷成型，同时高倍喷头拉伸有助溶剂闪蒸，在实现“纺程解缠”和“防回缠”工艺的同时，降低溶剂回收成本，具有节能降耗，环境友好等特点；连续高倍预牵伸与溶剂挥发同时进行。冷却成型后的初生丝连续进入密闭干燥系统内，溶剂快速挥发，实现溶剂回收再利用，同时给予高倍率预牵伸，得到高度解缠，无溶剂残留的干态原丝。

该项目成套纤维生产技术已在中国石化仪征化纤有限责任公司独家应用，纤维产品已在华纳斯化工有限责任公司等多家单位应用推广，用于国防和民用高新技术产业多领域。利用该项目生产的纤维所开发的终端产品已在我国航空航天、安全防护、交通运输、海洋工业等领域实现应用，并出口欧洲、美国、日本、韩国等国外市场。

项目在实施过程中，形成多项技术方案及创新点，申请专利20 余项，已授权12 项。项目开发出的产品在细旦与高强综合性能方面具有特色和优势，取得的创新成果带动了高性能聚乙烯纤维产业向更细、更高性能的发展，为我国确立该纤维品种的世界强国地位奠定了基础。

细旦超高强聚乙烯纤维实现了工业化稳定生产。

02 棉纺智能化纺纱关键技术及其产业化应用

获奖单位：魏桥纺织股份有限公司、东华大学、经纬纺织机械股份有限公司、青岛环球集团股份有限公司

目前，棉纺智能化初见端倪，但离真正意义的“智能化”尚有不小的差距，国内外智能纺纱体系呈碎片化状态：分散化的纺纱装备制造企业难以建全完整的全流程桥接体系，纺纱企业仅以购置最新设备组装呈现智能化状态；纺纱企业对软硬件技术难有系统掌控，也仅以购置相应软件进行拼接应用；检测设备制造商对产业发展未有深入了解，研发难以及时跟进；信息技术研发商仅开发通用软件难以满足纺纱企业的专业化需求。

该项目建立了完整的连续化纤维流在线衔接系统，创建了全流程节点装备在线检测系统和数据流高效传输与融合及智能管控系统。项目首次完成全流程纤维流传输无人化。根据不同工序产品特殊形态，结合AGV 智能机器人、智能连接装置等，接通工序间物流断点，研发智能上包、并粗间智能运输、管纱按质分流输送等技术，实现纺纱车间纤维流的智能化精准衔接。项目首次实现全流程各节点装备实时在线采集与调控。实时采集产品质量、设备状态数据，获取问题并预警，由大数据中心指导当下解决问题，保证纤维制成率与生产效率。生条棉网质量在线监测，细纱生产监测，筒纱按质码垛等技术，建立了质量可追溯体系。项目首次建立数据流在线处理与智能化管控系统。基于全工序在线监测系统，采用5G 高速网络对检测数据实时保真传输，对工艺需求点进行实时人工干预；结合专件、设备数字化管理以及海量在线生产数据，快速判断并预警失效专件或设备；在线分析空调能耗、制成率等生产数据，宏观智能化管控车间运行，实现产品、工艺、设备等全系统大数据平台，设计“订单－选点排产－工艺优选－生产加工－产/质量标识－产品交付”的工作流程，为智能纺纱产品标准化、产能最大化、生产持续化、质量平稳化打下扎实基础。

该项目于2021年获得了“纺织之光”中国纺织工业联合会科技进步一等奖。

细纱机车间现场图。

03 石墨烯碳纳米管复合导电纤维及织物的热管理应用

获奖单位：国家先进功能纤维创新中心（江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司）、北京创新爱尚家科技股份有限公司、新材料与产业技术北京研究院

纺织用导电纤维的生产和应用技术已逐渐趋于成熟，其产品形式有抗静电纺织品、屏蔽电磁波纺织品、智能纺织品和防侦察伪装材料等。该项目以水性石墨烯、碳纳米管分散液为主要成分，结合独特的上浆技术将其漂染到纤维（天然纤维、化学纤维）表面形成三维导电层，制得的导电纤维具有高导电性（102Ω/cm～103Ω/cm），高远红外发射效率（≥74%）。同时以导电纤维、铜箔丝、涤纶等纤维作为原材料，按照所需要达到的能量密度、材料面积和材料柔软度，编织石墨烯加热布材料，使智能服饰在寒冷环境下实现热力保障等应用。

该项目的创新点包括：水性纳米分散技术。采用物理+化学相结合的纳米分散技术制备均匀化和稳定化的碳纳米管、石墨烯分散液，粒径D50 ≤1μm，稳定性≥1年；石墨烯碳纳米管复合导电纤维配方技术。采用“水性树酯+碳纳米管、石墨烯”的复合制备方式，通过调配复合比例及在传统织物纤维表面涂覆的工艺参数，攻克了现有市场导电纤维存在的色牢度差、柔韧性不佳、电阻过高或不易控制等技术难题，所得耐水洗10 次电阻变化率≤15%；石墨烯碳纳米管复合导电织物编织技术。纬纱选用石墨烯纱线和涤纶，经纱使用铜箔丝和涤纶，编织工艺采用梭织的平纹组织工艺，由此在编织过程中铜箔丝和石墨烯纱线的接触点最多、接触面最大，可以有效提升石墨烯加热布的电气可靠性。

项目在柔性导电织物热管理技术的研发及应用方面，获得50 余项核心专利，纺织物柔性发热材料，被评为国际先进水平；在智能穿戴、智能服装、新能源汽车领域都得到应用。近3年来，各种碳纳米管石墨烯复合导电纤维织物及产品累计销售40 万件，销售额超过1 亿元。在满足终端用户消费升级需求之外，为传统产业的科技升级，国家重大需求保障等提供了有力支持。

采用该项目产品制成的发热袜。

04 数字化全成形经编装备及智能生产管理系统

获奖单位：五洋纺机有限公司、东华大学、常州机电职业技术学院

我国全成形经编设备，特别是智能化生产线和核心智能装备的生产起步较晚，迫切需要开发新型智能化双针床经编机，以提高生产效率，适应市场需求。该项目历时数年攻关，突破了关键技术，实现了基于物联网技术的全成形产品生产线全产业链的智能化和远程监控、信息交换，开启了服饰一次成形编织的“织可穿”全新生产模式，极大提升了全成形经编服饰智能生产的稳定性、生产效率和产品质量。项目符合国家战略性新兴产业发展规划中发展高端装备制造产业的重点发展方向和要求，引领了数字化全成形经编装备及纺织智能装备的发展。

该项目的实现基于物联网技术的全成形产品生产线全产业链的智能化管理，主要包括无缝成形经编机、全成形3D 织物经编机、双面成形提花经编机、数控绒毯类经编机和经编智能生产线管理系统等。项目主要创新点有三方面：一是全成形精细化加工技术，突破了高机号全成形编织技术、压电陶瓷贾卡控制系统、智能多轴导纱针横移系统、多速多段电子送经、成形织物任意密度牵拉系统等关键技术，实现了精细化、数字化全成形系列经编装备及产业化的应用；二是经编机智能控制系统，开发了自主知识产权的经编机多维精协嵌入式智能控制系统，实现了设备、人员的生产过程管理、远程运维一体化协同控制，与ERP、智能生产管理系统全闭环运行，达到智能化高精度协同在线控制；三是基于物联网的高效智能化生产线，创新了智能化、远程监控、信息交换等技术的高效智能化生产线，集成订单、个性化服装设计、原料、整经、编织、缝剪、包装、仓储、物流等环节，实现了全成形服装的全产业链智能化生产和管理。该项目为经编装备智造和经编服饰智能织造提供了强有力的支撑，在行业内产生较大反响，获得业内众多部门和专家的肯定。

GE2396-90 智能全成形服装经编机。

05 高品质熔体直纺PBT 聚酯纤维成套技术开发

获奖单位：无锡市兴盛新材料科技有限公司、东华大学

新型聚酯纤维品种PBT 纤维具有手感柔软、耐磨性和纤维卷曲性好，拉伸弹性和压缩弹性优异等特点。该项目以提升PBT纤维生产效率与品质目标，针对PBT 温度敏感性强、熔体输送过程中粘度下降显著、加工窗口窄、成形适应性弱等系列问题，构建了PBT 熔体直纺成套装置及工艺。

该项目创新点包括：研制钛—锡复配型耐水解催化剂，开发高效均质酯化、双圆盘增粘等技术与装备，PBT 酯化率由98%提升至99.5%以上，解决了不同负荷下酯化与聚合的稳定性控制难题，实现了万吨级PBT 连续稳定聚合；通过试验与逆向拟合的方法获得PBT 熔体物性参数，建立了PBT 熔体输送模型，系统分析出熔体在输送过程温度、压强、粘度等变化规律，开发了低粘度降熔体输送创新工艺，满足连续稳定纺丝要求，熔体直纺工序综合能耗31.58kgce/t，相对切片纺丝工艺综合能耗下降了45.2%；开发高压纺丝、低温冷却、超喂卷绕技术，有效解决PBT长丝稳定加工与品质控制难题，相比较切片纺丝工艺，POY 纤维条干不匀率由1.2%下降到0.7%，纤维品质显著提升；研制了PBT 熔体直纺在线添加技术，开发了有色、消光、抗紫外等PBT改性纤维系列产品，熔体直纺POY 长丝、DTY 加弹丝性能指标分别达到FZ/T 54057-2012、FZ/T 54040-2011 优等品。

该项目开发出的熔体直纺高品质PBT 纤维应用于制作游泳衣、连袜裤、训练服、体操服、健美服、网球服、舞蹈紧身衣、弹力牛仔服、滑雪裤、长筒袜、医疗上应用的绷带等高弹性纺织品。

该项目具有自主知识产权，已获授权发明专利5 件。通过工艺、装备集成创新，率先在国际上实现PBT 纤维熔体直纺，整体技术达到国际先进水平。产品质量优良，条干不匀率明显下降，节能降耗效果突出，切片纺工艺纺丝工序综合能耗57.66kgce/t，熔体直纺工序综合能耗31.58kgce/t，熔体直纺纺丝工序的能耗下降了26.07 kgce/t，相对切片纺工艺综合能耗下降了45.2%。按2019年产POY 纤维18324.187 吨，年可节综合能耗量477.7tce，对于促进化纤行业绿色制造具有积极意义。

熔体直纺高品质PBT 纤维品质显著提升。

06 高品质喷墨印花面料关键技术及产业化

获奖单位：青岛大学、愉悦家纺有限公司、杭州宏华数码科技股份有限公司

针对我国印染行业产品品质不稳定和生产效率低、资源消耗大、废水排放量高等问题，以及产品结构和技术转型升级的迫切需求，该项目研究了喷墨印花墨水中活性染料簇集结构与演变机理，墨滴形成及其与织物的相互作用机制；研究了活性染料墨水和织物表面处理剂各组分之间相互作用及应用性能的影响规律，墨水和表面处理剂之间的协同效应，开发了纤维素和蛋白质纤维织物喷墨印花专用墨水和表面处理剂及其制备技术；突破了喷墨/圆网高速印花集成与机器反馈和同步控制技术，开发出新型高速喷墨印花装备；研究了织物纤维成分、组织结构、处理工艺和喷墨印花效果之间的关系，探索了棉、麻等纤维素纤维和羊毛、蚕丝等蛋白质纤维织物的活性染料喷墨印花效果，揭示喷墨印花颜色参数随着纤维种类、织物混纺比和组纱结构变化的规律，开发出纤维素和蛋白质纤维织物的高品质喷墨印花预处理、喷墨打印以及后整理工艺技术，建立了高品质喷显印花生产线，大幅度提升了我国喷墨印花产品品质，提高了生产效率，显著降低了生产成本，推动了印染行业的产品结构和技术转型升级，进一步促进了节能减排水平。

该项目喷墨/圆网复合高速印花速度达到 4500 m/h 以上，印花分辨率达到1200×1200dpi，对花精度达到0.1mm；产品一等品率 97%。墨水稳定性6 个月以上，织物预处理剂稳定性一年以上，喷墨印花产品耐干摩擦色牢度≥4 级，耐湿摩擦色牢度≥3 级，耐水色牢度（沾色、变色）≥4 级。

该项目不仅可以有效减少资源消耗和污染物排放，替代高品质活性染料墨水和喷墨印花装备进口，促进印染行业健康发展，且可以极大地丰富印染产品的花色品种，提高产品品质，满足互联网个性化定制需求。高速高品质喷墨/圆网复合印花生产示范线，推动了高品质喷墨印花产业化的进程，实现了产品与产业结构调整，促进了印染行业向低能耗、清洁、无污染、绿色环保方向发展。

高品质喷显印花生产线大幅度提升了我国喷墨印花产品品质，提高了生产效率。

07 纺织纤维界面处理技术的开发及应用

获奖单位：天津工大纺织助剂有限公司、国家先进功能纤维创新中心（江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司）

纺织纤维界面助剂是纤维制造和后加工过程中不可或缺的精细化学品，是当今精细专用化学品中最具活力的新兴品类之一，可以为各种纤维在纺丝和后加工过程中提供良好的平滑性、集束性、抗静电性、耐磨性、拒水性、拒油性、亲水性、阻燃性、抗菌、防粘连等，对提高纤维和织物的质量、性能以及附加价值方面有着非常重要的作用。

该项目以我国新型纺织纤维、高性能纤维的发展，及提升传统大宗民用与产业用纤维的产品档次和附加值为核心，以替代进口，打造国产品牌，服务我国化纤、纺织品向高档化、差别化、功能化方向发展的需求为目标，研究纺织纤维助剂在纤维界面的作用形式及其影响纤维纺织加工性能的内在规律，研究新型、高效、环保的高性能纺织纤维助剂，不断开展高性能纤维、差别化纤维、产业用纤维界面处理技术研究，并努力推进成果转化、产业化推广和工业化应用，进而综合提高纤维材料的可加工性、功能性以及纺织品的功能性与实用性，促进纺织、高性能纤维及产业用纺织品工业的可持续发展。

其技术创新点包括：从分子结构设计入手，研究高性能纺织纤维界面处理剂单体的合成技术；研究各单体自身结构与目标性能之间的关系、处理剂各组分间的协同作用及配伍机制；揭示纺织纤维助剂与纺丝、织造工艺的匹配规律，研究高性能纺织助剂的配方设计和制造技术并实现产业化，施加助剂处理后显著改善纤维的可加工性能，大幅度提高产品制成率，提高纤维的生产加工效率；研究纺织纤维处理剂等化学品在纤维界面上的交换、反应、结合机制；探索纤维界面改性的新方法与新技术；研究纺织纤维界面处理技术模拟仿真评价技术，创建高仿真模拟评价系统来考核纤维应用纺织助剂后的生产及加工性能；研究纺织纤维界面处理技术的技术集成与工程化应用，通过纺织助剂的功能性使纤维功能化，提升传统大宗纺织纤维品种差别化率，提高产品附加值；同时采用新技术降低纺织纤维在生产加工过程中的能耗、改善生产加工环境。

纺织纤维界面助剂对提高纤维和织物的质量有着非常重要的作用。

08 人体负荷工效测评关键技术与携行装备研究及产业化

获奖单位：泉州迈特富纺织科技有限公司

携行装备是单兵作战与军事演练时携带武器装备、生存物资必需的个体装备，也是应急救援、抗震救灾等野外作业必需的物资保障装备。如果其设计不合理、不科学，将造成人体过度疲劳甚至损伤等诸多问题。目前我国携行装备以人体主观感觉为评价依据，仅限于材料研究和外观设计，缺乏对人体肩背腰胯等重点部位生理结构、动静态耐受力和疲劳度研究，导致携行方式不科学，负荷分配不合理，人-机-环境协同性差。

该项目是对人体携行技术与装备的创新研究。项目分析了人体生理结构特征，研究了携行负荷时人体疲劳感、生理生化、生物力学及运动参数与携行能力关系；测试分析了人体全身与局部受力感、肩腰背部压力、肩带牵伸拉力等力学参数和人体外形与骨骼、皮肤硬度、质心等数据；通过大量携行试验，研究试验条件、方法和测试评价指标体系；研究设计出减负良好的携行背架、肩带组件、腰部支撑组件和标准接口，形成“模型研究-系统构建-材料研发-装备研制”全链路设计、一体化实施的携行装备研发新模式。

该项目是我国第一个研制成功并用于人体携行状态与装备工效性能研究与评价的工程化技术平台，已应用于多种户外携行装备和我军单兵携行系统等的研究与开发；已实现了装备的规模化生产和应用。其技术创新点包括：研究携行负荷对人体生理机能影响的规律，发明基于织物电极的穿戴式生理和环境监测系统、便携式人体负荷生理和生物力学监测装置，发现携行负荷的腿力差拐点，创建了人体受力感工效评估模型，实现肩部受力感和全身受力感的科学评估；发明仿真躯干负荷测试用假人系统和人体负荷模拟运动系统，研制多通道信号快速采集处理装置，开发多线程实时测试应用软件，建立人体负荷工效测试评价系统和评价指标体系，实现人体携行状态仿真与装备携行效能的定量测试评价；运用人体负荷工效测试评价技术，定量分析人体携行重点受力部位压力分布和装备整体结构，科学分配人体受力比例，创新设计减负携行背架、肩带和腰部支撑组件，发明多功能背包和肩背部模块化扩展平台，研制多种新型携行装备，提升装备携行效能，实现科学携行。

该项目运用人体负荷工效测试评价技术研制多种新型携行装备。

09 聚酯复合弹性纤维产业化关键技术及成套装备的开发

获奖单位：江苏鑫博高分子材料有限公司、四川大学、北京中丽制机工程技术有限公司、扬州惠通化工科技股份有限公司

弹性纤维因其良好的性能大量应用于织袜、内衣、运动服等领域，并逐渐向汽车内饰、医用等新兴领域拓展。目前，市场上的弹性纤维主要以氨纶、PTT/PET 复合弹性纤维（简称T400）为主。但由于其性能上的缺陷及生产技术的局限，存在生产效率低、染色性能差、工艺路线复杂、成本高等问题，影响了行业进一步的发展。

该项目针对产业发展技术瓶颈，立足自主创新，在攻克新型聚酯弹性体关键合成技术、新一代聚酯复合弹性纤维高效一步法熔融纺丝关键技术基础上，实现了新一代聚酯复合弹性纤维规模化生产，形成多项原创性成果，具体包括：进行共聚酯分子结构设计，合成了大分子主链上含有高柔性聚醚组分的新型共聚酯弹性体（GBT），解决耐热性差、成本高、可纺性差问题；创新研制上大下小非等径预缩聚釜和双圆盘非等速聚合反应釜装置，克服聚合体系粘度低的问题，使制备的GBT 特性粘度达到1.30dl/g，远高于常规PBT 的切片特性粘度0.8～1.0 dl/g 水平；创新开发组合上油、两道牵伸的聚酯弹性体/PET 一步法复合纺丝成套装备及关键技术和非等温熔体喷丝板面外复合纺丝和精密卷绕成型技术，实现了新一代聚酯复合弹性纤维高效稳定产业化生产；开发新一代聚酯复合弹性纤维织物“先弹后染”应用技术，赋予新一代聚酯复合弹性纤维织物手感柔软、弹性好、吸湿排汗、耐摩擦、抗起毛起球等特点。本项目纤维不仅可以与棉等天然纤维和化纤混用，也可以单独使用。

该项目建成了3 万吨/年复合弹性纤维用高特性粘度聚酯弹性体连续聚合生产线；产能6 万吨/年复合纺丝生产线，总体技术达到国际先进水平。在取得显著的经济和社会效益之外，该项目技术成果对促进行业技术进步和产业升级具有重要的推动作用。

聚酯复合弹性纤维生产线。

10 高性能微胶囊相变材料的研发及其产业化应用

获奖单位：西安工程大学、上海伊纯实业有限公司

智能调温纺织品作为一种具有双向温度调节作用、以改善舒适性为主要目的的新型材料，在改善人类穿着舒适性、疫情防护、纺织节能环保等方面发挥着重要作用。然而多年来受微胶囊制备技术的局限，国内在微胶囊相变材料的制备方面比较落后，所制备的微胶囊热稳定性和致密性较差，在使用过程中存在囊壁破裂和芯材泄漏的严重问题，导致其在高性能纺织品、特种纺织制品等领域难以实现规模化应用。

经过 10年科技攻关，该成果在微胶囊壳体分子结构、制备工艺方法等方面取得了重大突破，采用界面聚合法制备了一系列性能优异的环保型微胶囊相变材料，并将其应用于智能调温纺织品的研发方面，开发了一系列产品并实现了产业化。主要的创新工作包含：研制了一种新型三层结构的微胶囊相变材料，通过分子结构的创新设计和制备工艺方法的改进，创新研发了一种聚脲/聚氨酯/环氧树脂三层复合壳体微胶囊相变材料，其耐热温度高达 260℃，可满足对微胶囊耐热温度较高的纺织及其他材料领域的需求；率先研发了系列网状结构的微胶囊相变材料及系列网状结构壳体微胶囊相变材料，网状壳体赋予微胶囊材料优异的致密性，该材料在200℃高温持续处理30min 壳体无破裂，芯材无泄漏，应用领域大幅拓宽；创新研发了系列柔性壳体微胶囊相变材料，同时创新研发了系列柔性壳体微胶囊相变材料，柔性链段结构赋予壳体良好的柔韧性，壳体耐磨耐压不破裂，应用此技术开发的智能调温纺织品在服用过程中能经受反复摩擦和揉搓，应用性能大幅提高。

目前，该项目开发的系列高性能相变微胶囊材料主要应用于纺织纤维、服装领域，已在上海伊纯实业有限公司实现了系列助剂产品的工业化生产，并有福建溢佳仁科技有限公司、陕西兴洲纺织科技有限公司等多家印染、服装公司应用该产品制成了户外服装、帽子、手套和床上用品等产品。

该项目开发的系列高性能相变微胶囊材料主要应用于纺织纤维、服装领域。